无人机概论 无人机概论 无人机地面站系统.ppt

7.3 地面站分类 （3）微型无人机地面站 随着微型无人机的迅速发展，出现了微型无人机地面站，如图所示。这类地面站通常使用便携式电脑或者摇杆遥控器来控制无人机，这就要求整个地面站系统的结构更加集成化，功能更加精炼。 7.3 地面站分类 无论哪一类型的无人机地面站，都是整个无人机系统的核心部分，具有很多的共同之处，都是一个集实时采集图像数据，分析遥测数据，发送遥测指令，实时显示飞机的飞行状态与任务管理等功能于一体的综合且庞大的系统，导航电子地图部分支持多种格式的电子地图，实现对地图进行缩放等基本操作并且显示飞行位置与飞行轨迹，通过航空仪表显示飞行数据。 7.4 设计理念 地面控制站的各项功能都是建立在顺利、高效的完成任务的基础之上的。无人机的各项功能的完成是与它们的内部结构密不可分的。“体系结构”一词用在地面控制站上时，一般用来描述地面控制站的内部的数据流或者接口。从这个角度讲,每一个地面控制站都有一个结构。 这个结构最基本的功能就是实现对无人机系统的有效的控制，使得该无人机系统能够顺利、高效的完成各种任务。 但是这种结构的重要性和可见性是与无人机系统设计中的三个基本概念是紧密相联的。 7.4 设计理念 三个基本概念： （1）“开放性”，指的是对现有模块不必要进行新的设计和实现,就可以在地面控制站中增加新的功能模块。这样的开放性的定义和要求，使得在地面控制站的设计和实现过程中，最好的设计和实现方法是模块化的方法。各个模块之间的功能相互具有一定的独立性,这些模块组合在一起，实现整个系统的功能。在这样的设计思路下,不光是可以增加新的模块，也可以根据任务的不同，对模块进行实时的添加或者屏蔽，可以高效的完成任务。 （2）“互用性”（也称“互操作性”），指的是地面控制站能控制任何一种不同的飞行器和任务载荷并且能够接入连接外部世界的任何一种通信网络。互用性现在己经成为了各个国家在发展无人机系统时的一个重要的思考点，随着整个无人机系统的飞速发展，以前的单站单机已经变得落后，新的一站多机设计思路已经成为了建立无人机系统的主流思想。利用单一的地面站控制无人机机群实现某项任务成为了地面控制站发展的先进性的标志。“互用性”的思想正是对这一发展趋势的指导。 （3）“公共性”（也称“通用性”），指的是某个地面控制站与其他的地面站使用相同的硬件和软件模块部分或者完全相同。提出公共性的目的在一定程度上也是为了实现地面站的通用型。地面站作为整个无人机系统中最隐蔽的子系统，是很少收到破坏的，但是，一旦收到破坏，整个无人机系统将出于完全瘫痪的状态，所以，公共性的提出，可以在一定程度上减少整个无人机系统对地面站子系统的依赖性,从而更加合理的对资源进行利用。 7.4 设计理念 这三个概念并非相互独立。在多数情况下，他们是从不同角度，以不同的方式对同一对象进行描述。开放型的结构通过容纳新的软件和硬件使得“互用性”和“公共性”的以提高。作为无人机系统的神经中枢,地面控制站要全力的建立开放性、互用性和公共性。 通常来讲，地面控制站是整个无人机系统中最为昂贵的一个子系统。因而对于地面控制站的“互用性”和“公共性”进行最大利用的集中投入是最有意义的。对于无人机系统来说，设计焦点一般都集中在无人机本身，包括有效载荷。 但无人机的地面系统所需成本非常高，往往是单架无人机成本的0.5～4倍之间。这说明研制一个能够控制多种类型无人机的通用地面控制系统，不仅可以极大地降低无人机系统的开发、后勤支持、和训练费用，也可以较大程度地改进无人机系统的作战灵活性，从而实现无人机系统之间的“互用性”。 而就“互用性”和“公共性”而言，第二个“最有价值的”应用对象就是飞行器。飞行器接受通用有效载荷、数据链路、导航系统甚至发动机的能力，对于单独无人机系统和由单个用户操作的集成无人机系统机组的成员和效用都有着重大的影响。因而关于地面控制站体系结构的许多概念也可以直接应用于飞行器。 7.5 现状及发展趋势 1．典型地面站介绍 2．地面站未来发展趋势 7.5.1 典型地面站介绍 （1）美国捕食者 作为美国最典型的战斗无人机，“捕食者”的地面站配备有：一个集成的不间断电源，环境适应系统，飞行操作站，有效载荷工作站，合成孔径雷达工作站，以及安全稳定的通信链路等。整个 GCS支持数据/图像采集，任务规划，任务和有效载荷的控制和监测及系统管理。外部通信通过高频卫星通信终端，任务控制信息以及图像信息由 Ku 波段卫星数据链传送。合成孔径雷达以及现场实时自动目标识别(ATR) 技术，使无人机有能力精确定位和识别，以及快速深度打击目标，这也是捕食者作为战斗无人机的最大优势。 7.5.1 典型地面站介绍 （2）战术控制系统（TCS） 从国外先进国家的发展来看，地面站在向一站多机的方向发展。所谓